下载文档原格式
岩石成岩作用的地质观察与解释地质学是研究地球的物质组成、内部结构和地球表面变动的科学。
在地质学的研究中，岩石成岩作用扮演着重要的角色。
岩石成岩作用是指岩石在地球内部或地表环境中，受到温度、压力、化学成分等因素的影响而发生的变化过程。
通过对岩石成岩作用的地质观察与解释，我们可以更深入地了解地球的演化过程以及地壳形成和变形的原因。
一、岩石成岩作用的分类岩石成岩作用可以分为三种类型，包括变质作用、沉积作用和接触作用。
变质作用是指岩石在高温高压环境下发生的变化，主要包括区域变质和接触变质。
沉积作用是指岩石沉积物在沉积盆地中形成沉积岩的过程，主要包括物理和化学沉积作用。
接触作用是指侵入的岩浆与周围岩石接触，发生热液循环和物理、化学作用的过程。
二、岩石成岩作用的地质观察地质观察是指通过对地球表面岩石和地层的观察来推测地质历史和地球演化过程的方法。
在观察岩石成岩作用时，我们可以从以下几个方面进行详细观察。
1. 岩石类型不同的岩石类型代表了不同的成岩作用。
例如，变质岩石表明该区域经历过高温高压的变质作用，而沉积岩石则表明该区域经历过物理和化学沉积作用。
2. 岩石结构和纹理岩石的结构和纹理记录了其形成过程中所受到的力学和地球化学作用。
观察岩石的结构和纹理可以揭示岩石的变形历史、岩浆侵入过程以及岩石中的矿物组成。
3. 岩石中的矿物组成岩石中的矿物组成可以揭示岩石形成的环境和成岩作用类型。
通过观察岩石中的矿物组成，我们可以确定岩石形成时的温度、压力和化学条件等。
4. 构造变形特征岩石的变形特征包括节理、褶皱、断层等。
观察这些特征可以帮助我们了解岩石成岩作用中产生的构造变形过程以及岩石的应力环境。
三、岩石成岩作用的地质解释在地质学中，我们通过观察和解释岩石成岩作用的现象，来推测地球演化过程。
岩石成岩作用的地质解释可以从以下几个方面进行。
1. 变质作用解释变质作用是指岩石在高温高压环境中发生变化的过程。
对于区域变质作用，我们可以解释为地壳的构造活动、新生岩浆侵入等导致了区域压力和温度变化。
第27卷 第5期2009年10月沉积学报ACT A SE D I M E NT OLOGI C A SI N I CA Vol .27 No 15Oct .2009文章编号:100020550(2009)0520787205收稿日期:2009208216沉积成岩作用研究的若干问题刘宝珺(中国地质调查局成都地质矿产研究所 成都 610082)摘 要20世纪60年代由于物理化学动力学的引入和低温低压下矿物相平衡的研究,沉积成岩作用的研究有了突破性的进展,有机地球化学大大促进了沉积成岩作用的研究。
现在沉积成岩作用的研究已经成为包括大地构造、盆地分析、沉积学、物理化学、有机地球化学等学科、范围包括大、中、小尺度的各种作用的综合研究。
对油气和固体矿产资源的需求促进了沉积成岩作用的深入研究,石油天然气的形成和聚集、储层性质的变化涉及沉积成岩的全过程;一些低温低压的层控固体矿产的富集涉及盆地沉积充填、盆山转化的岩相及流体的动力和物理化学行为,自上世纪70年代以来,研究工作都有重要进展。
近年来有关海洋沉积的研究、硅、锰、碳酸盐等沉积物形成、大地构造背景、同位素、有机物形成演化等的成岩过程的研究都有重要进展,也成为研究的热点问题。
关键词沉积成岩作用作者简介刘宝珺男 1931年出生研究员中国科学院院士沉积地质学 E 2mail:liy@cdut .edu .cn中图分类号 P588.2文献标识码 A1 早期的沉积岩石学研究大多重点放在对各种沉积岩石的描述,当时的岩石分类也主要是依据沉积岩一般的表面特征,划分出的岩石类型只能表明其结构、构造、成分等的差别,不能说明其成因上的差别,因之岩石类型不具有成因意义[1,2]。
20世纪40—50年代有人开始采用具有成因意义的碎屑成分对矿岩进行分类,因而划分的砂岩类别能表示其部分成因(如物源、成熟度、构造状况),在碎屑岩粒度的划分中考虑了其对数正态分布性质,所分出的类型能在一定程度了解其水动力状况。
岩石学与岩石成因研究岩石学是地球科学中的重要分支，研究地球上的岩石及其形成过程。
岩石学的研究对于了解地球内部构造、地质演化以及资源勘探等领域都具有重要的意义。
在岩石学的研究中，岩石成因研究是不可或缺的一部分。
本文将从岩石学基础概念、岩石分类与命名、岩石形成机制以及岩石成因研究方法等方面，着重探讨岩石学与岩石成因研究。
一、岩石学基础概念岩石学是研究岩石的成分、结构、性质和形成过程的学科。
岩石是地壳的主要组成部分，它由一个或多个矿物质组成。
岩石学按照岩石的成因、结构、成分等不同特征进行分类和命名。
岩石学的研究对象包括火成岩、沉积岩和变质岩等。
二、岩石分类与命名岩石根据其形成过程和组成特征的不同，可以分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。
火成岩是由岩浆经过凝固结晶形成的岩石，分为侵入岩和出露岩两大类。
沉积岩是由地壳表面的物质在风化、运移和沉积等过程中形成的岩石，分为碎屑岩、化学沉积岩和有机质岩三大类。
变质岩是由岩石在高温、高压等变质作用下产生的岩石，分为片麻岩、变质砂岩和变质岩系列等。
岩石的命名是根据岩石的主要成分、结构和形成环境等特征进行的。
三、岩石形成机制在地球演化的过程中，岩石形成经历了多样的过程和机制。
火成岩形成主要有岩浆源岩溶蚀、部分熔融和分离结晶等过程。
沉积岩形成主要包括风化、运移和沉积等过程。
变质岩形成则是经历了高温、高压和流体交换等变质作用。
不同岩石的形成机制相应也不同，但它们共同构成了地壳中复杂的岩石圈。
四、岩石成因研究方法岩石成因研究是通过对岩石的特征进行综合分析，从而揭示岩石的形成过程和环境条件。
在岩石成因研究中，需要采用各种仪器和方法进行测试和分析。
比如使用显微镜对岩石的组成和结构进行观察；应用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等设备对岩石的矿物成分和晶体结构进行分析。
此外，还可以通过同位素分析和热力学模拟等方法来推断岩石的形成过程和物质来源。
综上所述，岩石学与岩石成因研究是地球科学中的重要分支，它涉及到地球内部构造、地质演化以及资源勘探等领域。
《砂岩成岩作用【成岩作用对储层物性贡献率研究总结】》代金友，张一伟，熊琦华，王志章，成岩作用对储集层物性贡献比率研究，石油勘探与开发，vo1，30，no.4储集层物性是多种成岩作用控制的综合结果，于某一岩心薄片规模的储集层，这种成岩作用组合关系构成一个复杂系统。
将这一系统的各种成岩作用分别定量化，并建立它们对储集层物性的控制关系，一方面可以突出各种成岩作用的强弱，进行成岩相的研究；另一方面可以分析控制储集层物性的因素及其控制程度。
本文把影响储集层物性的各种成岩作用综合成4个定量化参数，标定了它们对物性的贡献比率，形成了成岩作用定量化研究的新思路。
不同微相沉积物的颗粒粒度和组成等存在差异，在相同压力下的抗压实能力不同，压实率高，储集层的孔隙损失不一定大，从此角度，仅用压实率表征储集层的物性是不全面的，还需要表示储集层承受压实的能力。
1，1视压实强度假设沉积时储集层粒间体积均匀，后期变化为压实作用造成，根据砂体的粒度中值及成分成熟度、结构成熟度，考虑成岩作用过程，利用粒间孔隙体积的压缩程度来表示岩心薄片规模的储集层的压实状况，提出与储集层物性相联系的视压实强度（a）概念，即：其中，细砂岩原始粒间体积一般取40%，压实后粒间体积为实际储集层铸体薄片的粒间孔隙体积、胶结物体积、杂基体积之和。
视压实强度越大，岩心薄片规模的储集层粒间体积越小，孔隙损失越多。
这样既考虑了不均匀压实作用，又包含了不同微相沉积物颗粒抗压实能力的信息。
1，2视填隙率认为压实后岩心薄片规模的岩石粒间总体积中填隙物体积所占的百分比是胶结、溶解和矿物充填、交代等成岩作用的综合效果。
结合前人研究，定义视填隙率（b）作为这一综合作用的量化参数：其中的填隙物体积等于胶结物体积加杂基体积视填隙率不仅反映胶结作用、矿物充填作用等对孔隙空间保存的影响，以及溶解作用对原生孔隙空间的改造；还反映了在一定的粒间体积中，填隙物体积与粒间孔隙体积的分配比例关系。
碳酸盐岩的成岩作用与岩石物性研究碳酸盐岩是一种由碳酸盐矿物组成的岩石，常见的有石灰岩、大理石等。
这些岩石在地壳中广泛分布，并且在地质学中具有重要的地位。
在地质演化过程中，碳酸盐岩经历了成岩作用，同时其物性也受到了成岩作用的影响。
本文将探讨碳酸盐岩的成岩作用与岩石物性的研究进展。
一、碳酸盐岩的成岩作用成岩作用是指岩石在地壳中受到变质、变成、溶蚀等作用的过程。
对于碳酸盐岩来说，其主要的成岩作用包括压实作用、溶蚀作用、溶解作用和结晶作用等。
1. 压实作用碳酸盐岩在沉积过程中会受到来自上方沉积物的压力，这种压力会使岩石内部的空隙逐渐减小，粒间接触增强，致使岩石的密实度增加。
压实作用既可以使碳酸盐岩变得更坚硬，又可以改善岩石的物性。
2. 溶蚀作用碳酸盐岩中存在易溶性的碳酸钙矿物，当岩石受到地下水和地下水溶液的侵蚀作用时，其中的碳酸钙会溶解掉，从而形成溶蚀孔洞。
这种溶蚀作用是碳酸盐岩地貌发育的重要原因之一。
3. 溶解作用碳酸盐岩在地壳中容易发生溶解作用，当地下水和地下水溶液中的二氧化碳与碳酸盐岩发生反应时，会使碳酸岩石中的碳酸钙溶解并从岩石中流失。
这种溶解作用不仅改变了碳酸盐岩的化学组成，还进一步影响了岩石的物性。
4. 结晶作用在碳酸盐岩中，当溶液中的溶解物质浓度过高时，其中的碳酸钙会通过结晶作用重新沉积，形成胶结物，并填塞岩石的空隙。
结晶作用不仅改变了碳酸盐岩的成分，还使岩石的物理结构产生变化。
二、碳酸盐岩的岩石物性研究岩石物性是指岩石在力学、物理等方面的特性，包括密度、孔隙度、抗压强度、磁性等。
对于碳酸盐岩来说，其物性受到成岩作用的影响，同时也受到岩石化学组成和结构性质的制约。
1. 密度碳酸盐岩的密度因碳酸钙的含量、压实程度和孔隙度等因素而异。
密度的测定可以为碳酸盐岩的成分分析和岩石性质研究提供重要依据。
2. 孔隙度碳酸盐岩常常含有不同程度的孔隙，这些孔隙直接影响岩石的渗透性和孔隙度。
通过岩心分析、岩石薄片观察和气体测井等方法可以对碳酸盐岩的孔隙度进行研究。
储层成岩作用的研究方法一、总体思路首先，对成岩作用的产物进行研究，包括系统地对储层岩心进行详细观察（宏观和薄片两方面）和分析测试，特别注意储层孔隙在时间和空间上的变化，以此获得较准确的岩性资料、各种成岩现象和孔隙变化的特征，推测可能经历的成岩作用过程。
其次，根据孔隙流体温度和压力等成岩参数，从物理化学和热化学等角度探讨成岩反应的机理。
最后，结合盆地的地层、构造、沉积等资料、建立储层成岩模式，寻找出孔隙的演化规律。
二、常用研究方法储层成岩作用研究需要应用各种手段进行综合性分析。
除了岩石学中详细论述过的常规研究方法外，还涉及许多先进的测试技术。
常用的研究方法和手段可分为岩石矿物学方法和非岩石学方法两类，现分别简述如下：·岩石矿物学方法在对露头或岩心进行详细观察的基础上，用仪器作进一步分析测试。
主要目的是获得岩性参数和温度参数，观察发生过的各种成岩现象。
除了常规的偏光显微镜法外，还涉及以下技术。
（1）孔隙铸体研究对岩石结构、孔隙结构进行观察（2）阴极发光显微镜观察它是研究矿物成分、胶结世代、岩石结构和构造的主要手段，特别是对于一般显微镜难以解决的钙质及硅质胶结现象和某些重结晶现象等有较大的作用。
（3）扫描电镜观察由于放大倍数高，分辨率高，可以观察到普通显微镜观察不到的东西，如粘土矿物、微孔隙等。
扫描电镜对矿物鉴定的基本根据是形貌和晶形，对于晶貌相似的矿物，效果较差。
现在普遍把扫描电镜配上能谱仪，这就把形貌分析和成分分析结合在一起。
（4）X－射线衍射分析它能进行粘土矿物的定性定量分析，计算混层比，自生矿物的鉴定和全岩定量分析等。
（5）电子探针分析其特点是灵敏度高，不破坏样品，分析元素范围大。
主要对岩石和矿物进行化学成分分析。
（6）气液包裹体显微镜分析主要获得古地温和古盐度参数。
·非岩石学方法包括地化法、水力学法等。
主要获取流体、古地温资料及孔隙度、渗透率资料，常用的方法如下：（1）毛细管压力法分析储层的孔隙结构（2）流体分析分析孔隙流体的化学成分（3）水动力分析分析盆地古水动力对成岩作用的影响（4）有机质成分和成熟度分析获取有机－无机组分及反应的资料和古地温数据（5）同位素分析获取古地温、自生矿物形成顺序等资料（6）试井分析对试井所获得的油、气、水、温度和压力等资料分析（7）其它方法利用测井资料研究孔隙度、渗透率变化和流体成分，利用地震波研究成岩作用等。
成岩作用的概念很早在国外就已经被提出，但是并未受到重视，近年来有了较快的发展。
成岩作用演化具有多期阶段性，每一阶段都有不同的物化性质和演化模式，造成成岩作用研究的难点，之前的研究大都是基于野外露头和岩心观察的定性描述，对成岩作用和成岩相的定量研究及其和优质储层展布特征之间的关系研究很少。
1 储层成岩作用类型1.1 机械压实作用机械压实作用是一种埋藏成岩作用，主要是物理变化，指沉积物埋藏后，随着埋藏深度的增加，在压力作用下，岩层中碎屑颗粒或者矿物颗粒之间的水分排出，导致颗粒排列变得紧密。
1.2 胶结作用胶结作用指胶结物或者矿物从孔隙溶液中沉淀出来，将疏松的沉积物固结起来的一种成岩作用。
主要分为碳酸盐岩胶结作用、硅质胶结作用、和粘土矿物胶结。
1.3 交代作用交代作用的实质是一种同时并进的溶解和沉淀作用，是一种在保持被交代矿物晶形或集合体形态的矿物的情况下，一种矿物代替另一种矿物的转化作用。
矿物交代过程中既可以交代原生矿物的部分，也可以完全替代原生矿物颗粒；晚期交代作用还会交代早期形成的交代产物。
1.4 溶解作用溶解作用主要是使已有的矿物完全或部分地溶解，主要发生在长石颗粒内、岩屑颗粒中易溶组分内和碳酸盐胶结物内。
在东营凹陷ES4s湖泊碳酸盐岩心中观察到很多种溶解（溶蚀）现象。
2 成岩作用的影响成岩作用对储层质量的影响可以分为建设性影响和破坏性影响，其中有机酸导致的溶蚀、溶解作用产生了大量次生孔隙，改善储层物性。
部分粘土矿物转换也会增加储层孔隙度和渗透率，孔隙度和渗透率明显增加。
而压实作用及胶结作用则会破坏储层质量，降低储层孔隙度和渗透性。
3 成岩作用定量评价技术3.1 成岩作用数值模拟目前国内成岩作用的数值模拟主要有两种，一是作用模拟，二是效应模拟。
第一种主要是利用计算机技术模拟不同类的成岩作用，例如石英次生加大、机械压实、绿泥石环边胶结等，与油气储层质量评价的联系较弱。
第二种效应模拟研究的重点是各种成岩作用造成的综合影响，而不是单因素成岩作用的机理，目前这种模拟方法应用较广泛，可以模拟成岩演化过程中温度、压力、成分、时间的变化，从而定量刻画储层成岩阶段。
硅酸盐岩成岩作用与物性特征研究岩石是地球表层最基本的构成部分之一，研究岩石的成岩作用以及其物性特征对于地质学、地质工程学和石油勘探开发等领域具有重要的科学意义和实际应用价值。
本文将探讨硅酸盐岩的成岩作用过程以及与之相关的物性特征。
1. 硅酸盐岩的成岩作用硅酸盐岩主要由含有硅酸盐矿物的沉积物组成，其成岩作用是指由于地质力学、热液、变质等作用使得岩石的物理性质、化学性质以及结构性质发生变化的一系列过程。
硅酸盐岩的成岩作用一般可以分为三个阶段：压实、溶蚀和胶结。
1.1 压实压实是岩石最初的成岩作用过程之一。
在压实阶段，沉积物中的孔隙逐渐减少，颗粒直径变小，岩石的密实度增加。
这一过程主要由于地层上方的岩层不断增加而产生的自身重量压实沉积物。
1.2 溶蚀溶蚀是硅酸盐岩成岩作用的重要阶段之一。
在这一过程中，地下水中的溶解性物质渗入岩石中，与其中的矿物质发生反应，使得岩石发生化学变化。
硅酸盐岩中常见的溶蚀作用是碳酸盐的溶解，这一过程会使岩石变得更加均质。
1.3 胶结胶结是硅酸盐岩成岩作用的最后一个阶段，也是最重要的阶段之一。
在这一过程中，胶结物质沉积在岩石之间的微小空隙中，填充孔隙并黏结岩石颗粒。
这些胶结物质可能是碳酸盐、硅酸盐等，对于硅酸盐岩的物性特征起到了重要的作用。
2. 硅酸盐岩的物性特征硅酸盐岩的成岩作用对其物性特征产生了深远的影响。
以下我们将从岩石的力学性质、物理性质和化学性质三个方面对其进行探讨。
2.1 力学性质硅酸盐岩的力学性质主要包括抗压强度、弹性模量、岩石断裂韧性等。
这些性质与岩石的成岩作用密切相关。
压实作用使得岩石颗粒紧密堆积，增加了抗压强度和弹性模量；溶蚀作用使得岩石变得更加均质，提高了岩石的断裂韧性；胶结作用填充了岩石中的孔隙，降低了岩石的可压性。
2.2 物理性质硅酸盐岩的物理性质主要涉及岩石的密度、孔隙度、热传导性和电阻率等。
成岩作用会对这些性质产生重要的影响。
压实作用使得岩石的密度增加；溶蚀作用使得孔隙度减小，从而提高了岩石的饱和度；胶结作用填充了孔隙，降低了岩石的孔隙度，从而减小了岩石的渗透性。
砂岩成岩作用的偏光显微镜研究[转载]砂岩岩石薄片的熟练鉴定，除了需要熟练掌握常见矿物碎屑、岩石碎屑及各类型填隙物之外，最为重要的任务是要熟练掌握砂岩成岩作用的显微镜下特征。
下面是我根据部分成岩作用及沉积岩石学方面的专著及文献归纳的砂岩成岩作用方面的资料，并加载了一些我自己的理解、认识和照片，文中若有不妥之处还请读者谅解并及时指出，更欢迎大家一起进行讨论。
砂岩成岩作用的主要类型：松散的沉积物被上覆沉积物埋藏之后便开始进入埋藏成岩阶段。
在埋藏成岩阶段，沉积物内部会发生各种成岩变化，主要成岩变化有压实作用（包括机械压实作用和化学压实作用）、交代作用、矿物转化作用、矿物沉淀作用、矿物溶解作用等等。
这些成岩变化的结果使沉积物固结成岩、矿物稳定、孔隙体积发生变化。
从对砂岩储集性能的影响角度分析，最为重要的成岩作用是压实作用、胶结作用和溶蚀作用。
一、机械压实作用：指沉积物在上覆重力及静水压力作用下发生水分排出、碎屑颗粒紧密排列、塑性岩屑变形、刚性颗粒破裂而使孔隙体积减少的作用。
二、压溶作用：是机械压实作用的延续。
由于矿物的溶解度是随着颗粒接触的压力增加而增加的，因此，在颗粒接触处可能发生溶解作用，而且扩散出去在颗粒的面向开放空间的表面上沉淀。
压溶速率取决于颗粒表面液体薄膜的厚度、扩散系数、孔隙流体饱和度及粒度。
1 压实作用使碎屑颗粒间紧密接触，白云母压实变形明显2 压实作用使塑性屑及富含泥质纹层部岩强烈变形3 压实作用使片岩屑强烈变形4 压实作用致使部分碎屑颗粒沿边缘被压溶5 压溶现象，两粒不同消光方位的石英颗粒之间呈线压溶接触6 压溶作用致使部分碎屑颗粒间呈压溶缝合线状接触7 压溶作用常沿颗粒接触部位的泥质发生，使岩石中不易溶组分残留下来，沿颗粒接触部位分布三、胶结作用：是指矿物质在碎屑沉积物孔隙中沉淀，并使沉积物固结为岩石的作用。
它是使储层孔隙度降低的重要因素。
胶结作用是碎屑岩主要的成岩作用。
在石英砂岩中，胶结物可由许多矿物组成，其中大部分是碳酸盐和氧化物；在岩屑砂岩、杂砂岩和火山碎屑岩中，其主要的胶结物是蚀变了的杂基和化学沉淀物的混合物，其成分有粘土矿物、沸石和其它硅酸盐矿物。
4.阿克库勒凸起奥陶系碳酸盐岩成岩作用类型与成岩作用序列4.1主要成岩作用类型与形成环境依据区内有关钻井奥陶系岩芯及岩石薄片观察，并结合有关样品的阴极发光、碳氧稳定同位素、锶同位素、包裹体类型及均一法温度测定、稀土元素分析，本次研究较为全面系统地认识了区内奥陶系碳酸盐岩的成岩作用类型和形成环境。
阿克库勒凸起奥陶系碳酸盐岩经历了漫长的地质发展历史，成岩作用现象复杂多样，主要有胶结作用、重结晶作用、硅化作用、压溶作用与多期多类缝合线的形成、白云石化作用、溶蚀作用及岩溶作用、破裂作用与多期多类裂缝的形成和充填以及油气的充注等；此外，还可见到海百合碎片的共轴生长与生物壳的泥晶化现象，下面分别叙述之。
1）胶结作用胶结作用是奥陶系碳酸盐岩中最为普遍的成岩作用现象之一，在各井奥陶系剖面上均可识别出来，它主要发育于颗粒灰岩中，另外，也发生在藻粘结灰岩中，它具体表现为如下6种形式：①粒间微亮晶方解石胶结此为奥陶系颗粒灰岩颗粒间的主要胶结形式，几乎各井奥陶系均能见到此胶结形式，并显鹰山组及一间房组下部更为发育的特征；具体可为整个颗粒灰岩层粒间为微亮晶方解石胶结，或为颗粒灰岩内部部分粒间为微亮晶方解石胶结，部分粒间为粒状亮晶方解石胶结，甚或部分粒间为微晶方解石胶结；分析它可能为粒间的微晶灰泥重结晶而来，并由此揭示此类颗粒灰岩的沉积环境能量并不太高。
②粒间粒状亮晶方解石胶结本次研究中在绝大多数钻井奥陶系岩芯薄片中见到颗粒间为此类胶结形式，并显示出一间房组上部更为发育的特征；具体可为整个颗粒灰岩粒间为粒状亮晶方解石完全胶结，或为颗粒灰岩内部部分粒间为粒状亮晶方解石胶结，部分粒间为微亮晶或微晶方解石胶结；粒间粒状亮晶方解石应是颗粒沉积后由粒间孔隙水作用化学沉淀形成，粒间粒状亮晶方解石完全胶结的颗粒灰岩所反映的沉积环境能量高或较高；而部分粒间为粒状亮晶方解石胶结、部分粒间为微亮晶或微晶方解石胶结的颗粒灰岩，所反映的沉积环境能量亦不太高。
第16卷第2期2009年4月特种油气藏Special O il and G as R ese rvo irs V ol 116N o 12A pr 12009收稿日期:2009-01-12;改回日期:2009-02-11基金项目:山东省高校沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室(山东科技大学)开放基金项目(D M S M 200803)资助作者简介:樊爱萍(1978-),女,副教授,博士,2007年毕业于西北大学矿产普查与勘探专业,现从事储层沉积学研究。
文章编号:1006-6535(2009)02-0001-08成岩作用研究进展与发展方向樊爱萍1,杨仁超1,李义军2(11山东科技大学,山东 青岛 266510;21中油长庆油田分公司,陕西 西安 710018)摘要:随着能源勘探开发研究和现代测试技术的不断提高,成岩作用研究取得了重大进展。
为了把握成岩作用研究的现状,进而了解其发展趋势,通过对国内外大量有关成岩作用研究成果的调研,从成岩环境、成岩流体、成岩模拟实验、成岩相、成岩作用与沉积相的结合、成岩作用与层序地层学的交叉、成岩作用在层控固体矿床中的应用,以及早期成岩作用等8个方面对成岩作用的研究进展进行了总结,并在此基础上,简要分析了成岩作用研究未来的发展方向。
关键词:成岩作用;成岩环境;成岩相;研究进展;发展方向中图分类号:TE12113 文献标识码:A前 言/成岩作用0一词早在19世纪中期就被提出来,但在早期并未引起地质学家的重视,直至20世纪七、八十年代,由于能源紧缺,沉积岩储层的成岩作用、孔隙特征和孔隙成因等研究才被列为沉积岩石学、石油地质学和层控矿床学的重要研究内容。
由于成岩作用研究在层控矿床学研究中占据不可替代的位置,因此,总结近30a 来成岩作用研究的一些主要进展,展望成岩作用的未来发展方向,具有重要的科学意义。
1 成岩作用的概念及发展史对于成岩作用的概念,国内外学者有不同的认识[1~5]。
岩石化学元素分析及其在成岩作用中的应用研究岩石化学元素分析是地质学中一个重要的研究方法，通过分析岩石中各种元素的含量和分布情况，可以帮助我们了解岩石的成因、成岩作用以及地质历史演化等问题。
岩石中的各种元素含量和组成是由多种因素决定的，其中包括岩石的成分、地质构造条件、地球化学环境等。
因此，对岩石中元素的分析可以揭示出岩石形成和演化的信息。
岩石化学元素分析主要通过仪器分析技术来实现，目前广泛使用的仪器包括电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、X射线荧光光谱仪(XRF)等。
这些仪器能够快速准确地对岩石中的元素进行测定和分析。
通过岩石中元素的分析，我们可以了解到岩石中各种元素的含量和分布情况。
例如，岩石中的铝、硅、锆、铁、钠等元素的含量可以揭示岩石的成分和岩石类型。
岩石中的钾、钙、镁等元素的含量可以反映岩石的结晶作用和岩浆活动。
岩石中的锂、锶、铅、铬等元素的含量可以研究岩石的成因和地球化学环境。
岩石中的稀土元素的含量和分布情况则可以探讨岩石的来源和成岩作用。
成岩作用是指岩石在地壳中发生的一系列变化和过程，包括结晶、酸碱交代、水热作用等。
岩石化学元素分析在成岩作用研究中起到了重要的作用。
通过分析岩石中元素的含量和组成变化，可以揭示岩石的成岩过程和成岩环境。
例如，通过岩石中的锆石中锆元素的含量和组成，可以揭示岩石的结晶作用和熔融历史。
锆石中的铀、铅同位素比值可以用来确定岩石的年代和地层位置。
岩石中锶同位素组成的变化可以研究成岩作用过程中的物质交代和地球化学环境。
岩石中的稀土元素含量和组成的变化可以探讨岩石的来源和成因。
除了提供成岩作用的信息外，岩石化学元素分析还可以揭示各种成岩作用之间的相互关系。
通过对不同成岩作用过程中岩石中元素的分析，可以研究它们之间的联系和影响。
例如，通过比较不同地层中岩石中元素的含量和组成变化，可以揭示地层演化的历史，包括沉积、抬升、变质等过程。
储层成岩作用的研究方法2008-05-08 14:17储层成岩作用的研究方法
一、总体思路
首先，对成岩作用的产物进行研究，包括系统地对储层岩心进行详细观察（宏观和薄片两方面）和分析测试，特别注意储层孔隙在时间和空间上的变化，以此获得较准确的岩性资料、各种成岩现象和孔隙变化的特征，推测可能经历的成岩作用过程。
其次，根据孔隙流体温度和压力等成岩参数，从物理化学和热化学等角度探讨成岩反应的机理。
最后，结合盆地的地层、构造、沉积等资料、建立储层成岩模式，寻找出孔隙的演化规律。
二、常用研究方法
储层成岩作用研究需要应用各种手段进行综合性分析。
除了岩石学中详细论述过的常规研究方法外，还涉及许多先进的测试技术。
常用的研究方法和手段可分为岩石矿物学方法和非岩石学方法两类，现分别简述如下：
·岩石矿物学方法
在对露头或岩心进行详细观察的基础上，用仪器作进一步分析测试。
主要目的是获得岩性参数和温度参数，观察发生过的各种成岩现象。
除了常规的偏光显微镜法外，还涉及以下技术。
（1）孔隙铸体研究对岩石结构、孔隙结构进行观察
（2）阴极发光显微镜观察它是研究矿物成分、胶结世代、岩石结构和构造的主要手段，特别是对于一般显微镜难以解决的钙质及硅质胶结现象和某些重结晶现象等有较大的作用。
（3）扫描电镜观察由于放大倍数高，分辨率高，可以观察到普通显微镜观察不到的东西，如粘土矿物、微孔隙等。
扫描电镜对矿物鉴定的基本根据是形貌和晶形，对于晶貌相似的矿物，效果较差。
现在普遍把扫描电镜配上能谱仪，这就把形貌分析和成分分析结合在一起。
（4）X－射线衍射分析它能进行粘土矿物的定性定量分析，计算混层比，自生矿物的鉴定和全岩定量分析等。
（5）电子探针分析其特点是灵敏度高，不破坏样品，分析元素范围大。
主要对岩石和矿物进行化学成分分析。
（6）气液包裹体显微镜分析主要获得古地温和古盐度参数。
·非岩石学方法
包括地化法、水力学法等。
主要获取流体、古地温资料及孔隙度、渗透率资料，常用的方法如下：
（1）毛细管压力法分析储层的孔隙结构
（2）流体分析分析孔隙流体的化学成分
（3）水动力分析分析盆地古水动力对成岩作用的影响
（4）有机质成分和成熟度分析获取有机－无机组分及反应的资料和古地温数据
（5）同位素分析获取古地温、自生矿物形成顺序等资料
（6）试井分析对试井所获得的油、气、水、温度和压力等资料分析
（7）其它方法利用测井资料研究孔隙度、渗透率变化和流体成分，利用地震波研究成岩作用等。
对成岩产物进行的系列分析和测试都是为了确定成岩过程和成岩参数，最终目的是建立成岩模式，预测有利储集带。
次生孔隙的识别标志2008-05-08 15:14次生孔隙识别标志
根据我国各油田储层铸体薄片的观察资料，可以从以下几个方面识别次生孔隙。
（1）岩石的机械压实作用较强，颗粒之间接触紧密，但局部孔隙发育，而且在岩心上孔隙的分布具有方向性，如沿微裂缝或层间缝分布；
（2）孔隙分布很不均匀，形状不规则，孔隙大小相差悬殊，喉道的大小及形状也有较大的变化，有的孔径很大而喉道很小；
（3）石英等碎屑颗粒边缘被溶蚀，形状不规则（有的呈锯齿状）。
颗粒边缘不规则究竟是溶蚀还是次生加大的结果，就需要用阴极发光显微镜来区分。
因为加大的石英一般不发光或有棕色发光，而碎屑石英则是发光的；
（4）在粒间孔隙中常见到碳酸盐胶结物的溶解残余；
（5）胶结物局部溶解；
（6）长石等碎屑颗粒的溶解；
（7）铸模孔隙；
（8）岩石颗粒破碎形成的裂隙。
除以上微观标志外，还有一些宏观标志，其中最重要的是对全井的孔隙度随深度的变化特征进行分析，从而确立次生孔隙发育的深度。
